DE1022702B - Elektronenroehre mit einem Elektrodensystem flacher Aufbauweise mit mindestens zwei getrennten Steuerelektroden und Schaltungsanordnung mit derselben - Google Patents

Description

Die Erfindung 'betrifft eine Elektronenröhre, in deren Entladungsbahn mindestens zwei getrennte, in der Entladungsrichtung hintereinander angeordnete Steuerelektroden vorgesehen sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röhre zu schaffen, die eine gleichzeitige Steuerung von zwei oder mehr voneinander unabhängigen Steuerkreisen über Entladungsstrecken mit genau definierten Entladungseigenschaften erlaubt und an deren Ausgang zwei oder mehr gegeneinander entkoppelte und weitgehend rückwirkungsfreie Belastungskreise angeschlossen werden können.

Es ist bereits eine Mehrgitterröhre mit zwei getrennten Steuergittern bekannt, die aber in Richtung der Entladungsbahnen eine ausgesprochen ausgedehnte Bauweise besitzt. Dies beruht darauf, daß das zweite Steuer- und auch das zugehörige Schirmgitter zur Kathode konvex gekrümmt sind, um die am zweiten Steuergitter reflektierten Elektronen vom ersten Steuergitter fernzuhalten, indem sie auf seitliche Ansatzflächen des ersten Schirmgitters abgelenkt werden. Durch eine Aufteilung der gemeinsamen Anode in getrennte gleichwertige Anoden würden aber noch keineswegs statisch und dynamisch entkoppelte Ausgangselektroden entstehen.

Darüber hinaus ist es 'bekannt, Anoden in zwei oder mehrere Teilelektroden aufzuteilen. Bei einer bekannten Röhre wird zur Vermeidung von Sekundäremission im Anodenraum mittels einer Bremsraumladung die dafür erforderliche Unterbringung der Hilfselektrode« zwischen den Teilanoden dadurch ermöglicht.

Bei einer weiteren bekannten Mischröhre sind die Steuergitter derart in zwei oder mehrere Teile aufgeteilt, daß getrennte Entladungslbahnen mit entsprechend den einzelnen Steuerspannungen modulierten Elektronenströmen entstehen, die aber zwecks Erzielung von Stromschwankungen entsprechend der Summe der Gitterspannungsschwankungen wieder auf einer gemeinsamen Anode vereinigt werden.

Verstärkerröhren mit getrennten Entladungsstrecken sind aber vor allem bekannt für die Verwendung bei Gegentaktbetrieb. Bei einer bekannten Verstärkerröhre sind zu diesem Zweck die Steuergitter auf getrennten Seiten einer Flachkathode angeordnet, wodurch jedoch der Nachteil entsteht, daß die Gleichmäßigkeit der beiden Steuerkreise allein schon durch unterschiedlich ausgebildete Eigenschaften der getrennten Emissionsflächen gestört wird. Sehr häufig ist darüber hinaus der Aufbau derartiger Röhren zur Erzielung einer guten Entkopplung der Anoden entsprechend tief gestaltet, um nämlich geeignete Elektrodenano'rdnungen fürdieunbedingterforderlichegute Bündelung der Elektronen unterbringen zu können.

Elektronenröhre mit einem
Elektrodensystem flacher Aufbauweise

mit mindestens zwei getrennten

Steuerelektroden und Schaltungsanordnung

mit derselben

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. Walter Guber und Dr. Karl-Heinz Gosslau, München, sind als Erfinder genannt worden

Zur Lösung dieser Aufgabe könnte man versuchen, zwei oder mehr einzelne Röhren für sich zu verwenden oder die 'beiden getrennten Entladungsbahnen einer Gegentaktröhre od. dgl., welche zwei Entladungssysteme in einem gemeinsamen Röhrenkolben vereinigt, heranzuziehen. Es hat sich aber herausgestellt, daß für bestimmte Erfordernisse bei getrennten Entladungsbahnen die Entladungseigenschaften sich nur sehr schwierig in der gewünschten Weise miteinander in Einklang 'bringen lassen. In zahlreichen Fällen werden nämlich Entladungseigenschaften benötigt, die einem bestimmten Gesetz folgen. In einfacher Weise, beispielsweise dann, wenn zwei Ausgangskreise angeschlossen werden sollen, müssen die Entladungssysteme außerordentlich genau miteinander übereinstimmen. In der Praxis ist es außerordentlich schwierig, zwei Entladungssysteme hinsichtlich der Übereinstimmung ihrer Entladungseigenschaften völlig gleichwertig zu gestalten. Selbst wenn bei Betriebsfoeginn eine ausreichende Übereinstimmung der Eigenschaften erreichbar ist, ändern sich diese im Laufe des Betriebes unterschiedlich, so daß nach einer gewissen Betriebszeit eine Ungleichheit auftritt, die für die bestimmten Anwendungsfälle untragbar ist.

Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, macht die Erfindung von einer gemeinsamen Entladungsbahn Gebrauch, so daß ζ. B. Änderungen der Kathodeneigenschaften sich nicht unterschiedlich auf mehrere Verstärker- bzw. Steuersysteme auswirken

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können. Weiterhin liegen die Steuerelektroden hierbei nicht nur nebeneinander in der Entladungsbalin. sondern sind im Zuge der Elektronenbewegung vorwiegend hintereinander angeordnet.

Erreicht wird dies 'bei einer Elektronenröhre mit einem Elektrodensystem flacher Aufbauweise mit mindestens zwei getrennten, in Entladungsrichtung derart hintereinander angeordneten Steuerelektroden und einer solchen Ausbildung des Elektrodensystems

beträchtliche Vereinfachungen ermöglicht

durch Bänder. Streben. 6 und 7 od. dgl. miteinander so verfestigt, daß sie einen starren Rahmen bilden, auf welchem die Gitterdrähte aufgespannt sind.

Als weitere Elektrode folgt ein auf positivem Potential liegendes Schirmgitter 8, dessen Holme mit 9 und 10 bezeichnet sind und das in üblicher Weise aufgebaut ist. Hierauf folgt das zweite Steuergitter H mit den Holmen 12 und 13., welches wiederum von

tungen
werden.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen ein Aus-5 führungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter schematischer Darstellung sowie Schaltungsmaßnahmen als Anwendungsbeispiele der Röhre nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist das Elektrodensystem einer Elek- und Aufteilung der Arbeitselektrode, insbesondere i° tronenröhre nach der Erfindung in seinem Aufbau der Anode, in mindestens zwei statisch und dynamisch schematisch dargestellt. Die Kathode 1 besitzt im weitgehend gegeneinander entkoppelte Einzelelek- wesentlichen rechteckige Querschnittsform und ist an troden, daß sowohl für die Steuerkreise als auch für den Breitseiten mit Emissionsbelägen 2 und 3 ve.rdie Ausgangskreise im wesentlichen Unabhängigkeit sehen. In dichter Nachbarschaft der Kathode befindet voneinander und Rückwirkungsfreiheit erzielbar ist, 15 sich das erste Steuergitter, welches als Spanngitter nach der Erfindung dadurch, daß mindestens die der ausgebildet ist. Die beiden Gitterholme 4 und 5 sind Kathode unmittelbar benachbarte Steuerelektrode als
Spanngitter ausgebildet ist.

Die Einzelelektroden der Arbeitselektrode lassen
sich so ausbilden und anordnen, daß ihr Anteil am 20
gesamten Anodenruhestrom sich nach einem vorbestimmten Gesetz, insbesondere gleichmäßig auf die
Einzelelemente verteilt. Bei Aufteilung der Arbeitselektrode auf zwei Einzelelektroden oder eine gerade
Anzahl von solchen kann das Elektrodensystem 25 einem auf positivem Potential liegenden Schirmgitter zweckmäßig symmetrisch zu beiden Seiten einer an 14 umschlossen wird. Das Steuergitter'11 kann gezentraler Stelle liegenden, vorzugsweise mit großer gebenenfalls in zwei voneinander isolierte und entEmissionsfläche versehenen Kathode in flacher Bau- koppelte Hälften aufgeteilt sein, die symmetrisch zu weise ausgestaltet sein. Eines der Steuerelemente ist beiden Seiten der Kathode liegen. Sämtliche gemit Vorteil der Kathode unmittelbar benachbart. Es 30 nannten Elektroden sowie das auf Kathodenpotential ist weiterhin zweckmäßig, bei Mehrgitterröhren in liegende Bremsgitter 15 besitzen eine außerordentüblicher Weise mindestens eine weitere Steuerelektrode zwischen zwei Schirmgitterelektroden anzuordnen.

Eine solche Röhre läßt sich durch geeigneten Elek- 35
trodenaufbau und dementsprechend bedingte Entladungseigenschaften als Koinzidenzröhre betreiben.
Die Röhre ermöglicht die Messung von Gleich- und
Wechselstromwiderständen nach bekannten Meßmethoden, vorzugsweise qualitative Messungen. Die 40 mäßig ebenfalls weitgehenden dynamischen Entkopp-Einzelanoden können dabei an eine Brücken- oder lung. Es kann im übrigen auch die erste Steuerelek-Kompensationsschaltung angeschaltet werden. trode gegebenenfalls in zwei gegeneinander ent-

Außerdem kann zusätzlich die für zwei oder mehr koppelte Einzelgitter aufgeteilt sein. Systeme gleiche Verstärkerwirkung der Röhre aus- In den folgenden Figuren sind Anwendungsbeispiele

genutzt werden. Weiterhin ermöglicht die Erfindung 45 für die Erfindung veranschaulicht. So ist in den Fig. 2 auch u. a. Reflexschaltungen aufzubauen, bei denen und 3 die Wirkungsweise einer bekannten Röhre dereine weitgehende Entkopplung sowohl der Eingangs- jenigen einer Röhre nach der Erfindung gegenüberwie auch der Ausgangskreise durch Steuerung an ge- gestellt. Es handelt sich hierbei um eine Verstärkertrennten Gittern und Abnahme an getrennten Anoden röhre 18, an deren Ausgang Impulse von Rechteckdurchführbar ist. Eine weitere Anwendungsmöglich- 50 form, die durch das Zeichen 19 versinnbildlicht sind, keit der Erfindung besteht darin, eine Gegenkopplung abgegeben werden. Diese Impulsspannungen werden von nur einer Teilanode auf ein Steuergitter ohne auf zwei Ausgangskreise gegeben, wobei an den AusKopplung auf die Ein- und Ausgangskreise an gangsklemmen 20,21 die gleiche Rechteckform nur anderen Steuergittern und anderen Teilanoden zu be- um 180° phasenverschoben erscheinen soll, während wirken. Schließlich erlaubt die Erfindung auch die 55 an den Klemmen 22, 23 ein S-förmiger Impuls geÜberlagerung zweier Frequenzen, wobei an einer der bildet werden soll. Wie die Darstellungen 24 und 25 Teilanoden beispielsweise die Summenfrequenz und erkennen lassen, tritt hierbei aber eine starke Impulsan einer anderen Anode die Differenzfrequenz abge- verformung ein. Der Rechteckimpuls wird in unernommen wird. wünschter Weise verzerrt. Demgegenüber ist in

Durch die Ausbildung der der Kathode unmittelbar ^6o Fig. 3 eine Schaltung veranschaulicht, bei der erbenachbarten Steuerelektrode als Spanngitter kann nndungsgemäß die Röhre 26 mit aufgeteilter Anode der betreffende Elektrodenaufbau besonders flach ge- verwendet ist. Die beiden Anoden liegen an getrennstaltet und gleichzeitig bei guter Elektronenstrahl- ten Ausgangskreisen, so daß die Bildung von Imbündelung sehr kurze Laufzeiten erreicht werden. Ein pulsen von der Form 28 am Kreis 27 keine Verderartiger Röhrentyp kann deshalb im Gegensatz zu 65 formung der im Kreis 29 auftretenden Impulse 30 bisher bekannten Röhren auf einem Frequenzgebiet, bewirkt.

auf dem bereits Laufzeiten der Elektronen eine ge- In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Meßwisse Rolle spielen, bei verschiedenartigen elektro- anordnung veranschaulicht. Die beiden Anoden 31 nischen Vorgängen insofern in vorteilhafter Weise und 32 der Röhre 33 liegen in der Meßbrücke mit den angewendet werden, als dadurch bei solchen Einrieb- 7° Widerständen34 und 35. Die Meßwechselspannung36

lieh flache Form. Es ist möglich, außer dem ersten Steuergitter auch weitere Gitter, gegebenenfalls sämtliche Elektroden, als Spanngitter auszubilden.

Die Anode ist in zwei Einzelelektroden 16 und 17 symmetrisch aufgeteilt. Der flache Aufbau des Elektrodensystems und die besondere Ausbildung der Anodenbleche bewirken kapazitätsmäßig eine weitgehend statische Entkopplung neben einer elektronen-

wird an das erste Steuergitter der Röhre angelegt. Die Schaltung gestattet eine zusätzliche Ausnutzung der Röhre. Weiterhin besteht die Möglichkeit, für die .Meßspannung eine Gleichspannung zu benutzen und durch eine entsprechende Impulstastung im zweiten Steuergitter das impulsmäßige Verhalten der Meßobjekte zu untersuchen.

Schließlich ist in Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei der eine Brückenschaltung mit phasenmäßig, beispielsweise unter einem Winkel von 180°, versetzter Einspeisung an den Anoden und gleichmäßiger Steuerung der Widerstände im zweiten Brückenzweig durch ein Steuergitter dargestellt ist. Die Brückenwiderstände 37 und 38 werden durch die die beiden anderen Brückenzweige bildenden inneren Widerstände der Entladungsbahnen 39 und 40 zu einer vollständigen Brückenschaltung ergänzt. Die Widerstände 39 und 40 stellen in weitem Frequenzgebiet phasenreine Widerstände dar. Das dritte Gitter kann wiederum zur Impulstastung benutzt werden.

Die dargestellten Ausführungs'beispiele zeigen nur eine geringe Auswahl der Möglichkeiten, welche die Verwendung der Röhre nach der Erfindung zuläßt. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bestehen im Aufbau von Reflexschaltungen mit weitgehender Entkopplung sowohl der beiden Eingangs- wie auch der beiden Ausgangskreise durch Steuerung an zwei getrennten Gittern und Abnahme an zwei getrennten Anoden. Weiterhin erlaubt die Erfindung noch die Anwendung einer Gegenkopplung von einer Anode auf ein Steuergitter ohne Kopplung auf die Ein- und Ausgangskreise an dem anderen Steuergitter und der anderen Anode. Schließlich eignet sich die Erfindung auch für Überlagerungsschaltungen oder sonstige Frequenzumsetzer, bei denen an mehreren Anoden unterschiedliche Frequenzen abgenommen werden können.

Claims (15)

Patentansprüche: 40

1. Elektronenröhre mit einem Elektrodensystem flacher Aufbauweise mit mindestens zwei getrennten, in Entladungsrichtung derart hintereinander angeordneten Steuerelektroden und einer solchen Ausbildung des Elektrodensystems und Aufteilung der Arbeitselektrode, insbesondere der Anode, in mindestens zwei statisch und dynamisch weitgehend gegeneinander entkoppelte Einzelelektroden, daß sowohl für die Steuerkreise als auch für die Ausgangskreise im wesentlichen Unabhängigkeit voneinander und Rückwirkungsfreiheit erzielbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die der Kathode unmittelbar benachbarte Steuerelektrode als Spanngitter ausgebildet ist.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelektroden der Arbeitselektrode so ausgebildet und angeordnet sind, daß ihr Anteil am gesamten Anodenruhestrom sich nach einem vorbestimmten Gesetz, insbesondere gleichmäßig auf die Einzelelektroden verteilt.

3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufteilung der Arbeitselektrode auf zwei Einzelelektroden oder eine gerade Anzahl von. solchen das Elektrodensystem symmetrisch in flacher Bauweise zu beiden Seiten einer an zentraler Stelle liegenden, vorzugsweise mit großen Emissionsflächen versehenen Kathode ausgestaltet ist.

4. Röhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Steuerelektroden in ähnlicher Weise wie dieArbeitselektrode aufgeteilt ist.

5. Röhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Steuerelektroden ein Schirmgitter vorgelagert ist.

6. Röhre nach Anspruch 1 'bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Elektronenbewegung mindestens auf eine Steuerelektrode ein Schirmgitter folgt.

7. Röhre nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch solche Ausbildung des Elektrodensystems, daß die Röhre als Koinzidenzröhre arbeitet.

8. Schaltungsanordnung mit einer Elektronenröhre nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Einzelelektroden unterschiedliche Blindwiderstände angelegt sind.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Belastungskreise angelegt sind.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Reflexschaltung.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die Einzelelektroden unterschiedliche positive und/oder negative Rückkopplungswege angeschlossen sind.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Einzelelektroden unterschiedliche Frequenzen in einer Frequenzumsetzungs- oder Modulationsanordnung abgenommen sind.

13. Schaltungsanordnung mit einer Elektronenröhre nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Einzelelektroden verschiedene Zweige einer Brücken- oder Kompensationsschaltung angelegt sind.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Brückenschaltung mit phasenmäßig, insbesondere um 180° versetzter Einspeisung an den Einzelelektroden und gleic'* mäßiger oder ungleichmäßiger Steuerung der inneren Röhrenwiderstände durch eine oder mehrere Steuerelektroden.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14. dadurch gekennzeichnet, daß eine der Steuerelektroden zur Impulstastung herangezogen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 898 633, 645 731, 159;

britische Patentschriften Nr. 534 064, 582 164.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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